KR19980086562A - Glass microfiber column and plasmid DNA production method using the same - Google Patents

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    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology

Abstract

본 발명은 유리미세섬유 칼럼 및 그를 이용한 플라스미드 DNA 제조방법에 관한 것으로, 붕규산염 유리미세섬유로 칼럼을 구성하므로써 고순도의 플라스미드 DNA를 간단하고 신속하게 별도의 정제과정 없이 다량 얻을 수 있으며 또한 본 발명의 키트를 사용하여 아가로오즈 겔 또는 폴리아크릴아마이드 겔로부터 DNA를 효과적으로 분리할 수 있어 생명공학 연구에 매우 뛰어난 발명이다.The present invention relates to a glass microfiber column and a method for preparing plasmid DNA using the same, and by constituting the column with borosilicate glass microfiber, a large amount of high-purity plasmid DNA can be obtained simply and quickly without additional purification process, and also according to the present invention. The kit can be used to effectively separate DNA from agarose gels or polyacrylamide gels, making it an excellent invention for biotechnology research.

Description

유리미세섬유컬럼 및 그를 이용한 플라스미드 DNA 제조방법Glass fine fiber column and manufacturing method of plasmid DNA using the same

본 발명은 플라스미드 DNA 제조용 컬럼 키트에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 붕규산염 또는 규산염 유리미세섬유로 이루어져 짧은시간내에 고순도의 플라스미드 DNA를 다량 얻을 수 있는 컬럼 키트의 제조방법 및 이 컬럼 키트를 이용한 플라스미드 DNA의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a column kit for preparing plasmid DNA. More specifically, the present invention relates to a method for producing a column kit, which can be obtained from borosilicate or silicate glass microfibers in a large amount of high purity plasmid DNA in a short time, and to a method for producing plasmid DNA using the column kit.

플라스미드 DNA의 제조방법은 분자생물학 연구에서 가장 기본적으로 널리 요구되는 기술이다. 종래에도 플라스미드 DNA를 제조하는 방법들이 공지되어 있다. 많은 연구실에서 플라스미드는 manual method에 따라 제조되고 있으므로 시간이 많이 걸리고 신뢰할 만하지 못하여 연구여건이 좋은 연구실에서는 Qiagen(독일)이나 Promega(미국)에서 생산되는 제품들을 주로 사용한다. 이들 종래 제품들은 주로 실리카 겔(silica gel)에 플라스미드 DNA가 결합하는 방법을 이용하고 있다. 한편, Vogelstein과 Gillespie의 논문(1978)에 의하면, flint glass를 large flint glass particle, medium flint glass particle, flint glass powder의 입자 크기별로 만든 다음 NaI 용액하에서 DNA bound를 측정하여 Flint glass에 binding하는 원리로서 아가로즈 겔로부터 DNA를 분리하는 방법이 공지되어 있다. 그리고 이 원리에 의한 제품이 'glass milk'라는 상품으로 이미 사용되고 있으며 아가로즈 겔로부터 DNA를 분리하는데 유용하게 사용되고 있다. 그러나, 이 제품에 따른 DNA분리 효과를 보면 flint glass powder에서 가장 효과적인 DNA binding 능력이 있으나 medium flint glass particle에서는 급격히 그 효과가 저하되며, large flint glass particle에서는 그 효과가 더욱 현저히 저하되는 문제점이 있다. 또한, 유리의 재질이 다른 large borosilicate glass particle에서도 large flint glass particle에서와 마찬가지로 DNA binding능력이 효과적이지 못하고, glass fiber filter에서는 흡착력이 매우 미약하여 작은 용적에서의 수득율은 매우 낮은 문제점이 있다. 그리고 porous glass bead를 사용할 때는 탁월한 DNA binding 활성을 보였으나 DNA를 binding하는데 오랜시간이 소요되고 bead로부터 수득시 DNA의 degradation이 있으며, 수득율 역시 양적 분석에는 적합하지 못하다는 문제점이 있다. 그리고 상기 실리카 겔은 flint glass powder에서와 같은 매우 효과적인 DNA의 binding 효과를 보이나 handle mechanically의 문제가 있으며 수득율이 낮다. 실리카 겔이 plasmid DNA 제조용 컬럼키트로서 사용되고 있으며 'Qiagen'과 'Promega' 제품이 상품화 되고 있다. 그러나 상기 제품들은 플라스미드 DNA 제조과정에서 별도의 정제과정이 요구되는 등 번거로움이 있으며 또한 이들 외국제품을 수입함에는 많은 비용이 소모되므로 간단한 공정으로 고순도의 플라스미드 DNA를 다량 얻을 수 있는 저가의 플라스미드 DNA 제조 컬럼 키트 개발의 필요성이 절실히 요구되어 왔다.The method of preparing plasmid DNA is the most widely required technique in molecular biology research. Conventionally, methods for preparing plasmid DNA are known. In many laboratories, plasmids are manufactured according to the manual method, which is time-consuming and unreliable, and in laboratories with good research conditions, products made in Qiagen (Germany) or Promega (US) are mainly used. These conventional products mainly use a method in which plasmid DNA is bound to silica gel. On the other hand, according to Vogelstein and Gillespie's paper (1978), flint glass is formed by particle size of large flint glass particle, medium flint glass particle, and flint glass powder, and then bound to flint glass by measuring DNA bound under NaI solution. Methods of separating DNA from agarose gels are known. The product based on this principle is already used as a product called 'glass milk' and is useful for separating DNA from agarose gel. However, the effect of DNA separation according to this product has the most effective DNA binding ability in flint glass powder, but the effect is sharply degraded in medium flint glass particles, and the effect is more remarkably reduced in large flint glass particles. In addition, the large borosilicate glass particles of different glass materials, as in the case of large flint glass particles, DNA binding ability is not effective, the glass fiber filter has a very low adsorption force, so the yield in a small volume is very low. And when using porous glass bead showed excellent DNA binding activity, but it takes a long time to bind DNA, there is a degradation of DNA when obtained from the bead, there is a problem that the yield is also not suitable for quantitative analysis. The silica gel shows a very effective binding effect of DNA as in flint glass powder, but has a problem of handle mechanically and a low yield. Silica gel is used as a column kit for the production of plasmid DNA, and 'Qiagen' and 'Promega' products are commercially available. However, these products are cumbersome and require extra purification process in the plasmid DNA manufacturing process. Also, importing these foreign products requires a lot of cost. Therefore, low-cost plasmid DNA can obtain a large amount of high purity plasmid DNA by simple process. There is an urgent need for production column kit development.

따라서, 본 발명의 목적은 별도의 정제과정 없이 고순도의 플라스미드 DNA를 단시간내에 다량 얻을 수 있으며 DNA digestion, ligation, cloning, CAT assay, 35S sequencing, automatic sequencing, cell transfection 등에 폭넓게 사용할 수 있는 플라스미드 DNA 제조용 컬럼 키트를 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은 상기 컬럼 키트를 사용하여 아가로즈 젤이나 폴리아크릴아마이드 젤로부터 DNA를 분리하는 방법을 제공함에 있다.Therefore, an object of the present invention is to obtain a large amount of high-purity plasmid DNA in a short time without a separate purification process, plasmid DNA production column that can be widely used for DNA digestion, ligation, cloning, CAT assay, 35S sequencing, automatic sequencing, cell transfection, etc. In providing a kit. Another object of the present invention is to provide a method for separating DNA from agarose gel or polyacrylamide gel using the column kit.

본 발명의 상기 목적은 이화학적으로 불활성 물질이며, 약산 약알칼리성에 저항성이고, 1.0μM particle에서 수분의 흡수력이 탁월하며, loading capacity가 우수하고, autoclavable할 수 있어서 장기간 저장에도 오염문제가 적은 장점을 갖는 규산염의 붕소화합물인 붕규산염(Borosilicate)으로 유리미세섬유 컬럼키트를 제조하고, 이러한 붕규산염 유리미세섬유의 우수한 DNA 흡착력을 이용하여 별도의 정제과정없이 고순도의 플라스미드 DNA를 제조한 다음, 제조된 플라스미드 DNA를 사용하여 본 발명의 유리미세섬유 컬럼키트의 우수성을 평가 분석하므로써 달성하였다. 이하, 본 발명의 구성 및 작용을 설명한다.The above object of the present invention is a chemically inert substance, resistant to weak alkaline weak alkali, excellent absorption of moisture from 1.0μM particles, excellent loading capacity, can be autoclavable, so there is little pollution problem even in long-term storage A glass microfiber column kit was prepared using borosilicate, a boron compound of silicate having a high purity, and plasmid DNA of high purity was prepared by using the excellent DNA adsorption capacity of the borosilicate glass microfiber without additional purification. The plasmid DNA was used to evaluate and analyze the superiority of the glass microfiber column kit of the present invention. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention.

도 1a는 유리미세섬유막 멀티레이어 컬럼 키트(GF mini column kit)의 분해도 이다.Figure 1a is an exploded view of the glass microfiber membrane multilayer kit (GF mini column kit).

도 1b는 도 1a에 도시한 컬럼키트의 조립 단면도이다.FIG. 1B is an assembled sectional view of the column kit shown in FIG. 1A.

도 2a는 유리미세섬유막/파티클 컬럼 키트(GP midi column kit)의 분해도이다.2A is an exploded view of a glass microfiber membrane / particle column kit (GP midi column kit).

도 2b는 도 2a에 도시한 컬럼키트의 조립 단면도이다.FIG. 2B is an assembled sectional view of the column kit shown in FIG. 2A.

도 3은 붕규산염 유리미세섬유와 규산염 유리미세섬유의 재질에 따른 플라스미드 DNA의 수득율 비교 그래프이다.Figure 3 is a graph comparing the yield of plasmid DNA according to the material of the borosilicate glass microfibers and silicate glass microfibers.

도 4은 유리미세섬유막의 증가에 따른 플라스미드 DNA 수득율의 변화를 나타낸 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the change in plasmid DNA yield with the increase of the glass microfiber membrane.

도 5는 유리미세섬유 파티클의 증가에 따른 플라스미드 DNA 수득율의 변화를 나타낸 그래프이다.Figure 5 is a graph showing the change in plasmid DNA yield with increasing the glass microfiber particles.

도 6은 본 발명의 컬럼키트로 제조된 플라스미드 DNA의 restriction enzyme digestion이다.Figure 6 is a restriction enzyme digestion of plasmid DNA prepared with a column kit of the present invention.

도 7은 본 발명의 컬럼키트로 제조된 플라스미드 DNA의 35S dATP sequencing analysis이다.Figure 7 is a 35S dATP sequencing analysis of the plasmid DNA prepared by the column kit of the present invention.

도 8a는 종래의 컬럼키트로 제조된 플라스미드 DNA의 transfection시 β-갈락토시다제 단백질 생산에 의한 염색반응을 나타낸 사진이다.Figure 8a is a photograph showing the staining reaction by β-galactosidase protein production during transfection of the plasmid DNA prepared with a conventional column kit.

도 8b는 본 발명의 컬럼키트로 제조된 플라스미드 DNA의 transfection시 β-갈락토시다제 단백질 생산에 의한 염색반응을 나타낸 사진이다.Figure 8b is a photograph showing the staining reaction by β-galactosidase protein production during transfection of the plasmid DNA prepared by the column kit of the present invention.

도 9는 본 발명의 컬럼키트에 의하여 제조된 pGEM 7Z 플라스미드 DNA를 T7프라이머를 사용하여 automatic sequencing analysis한 분석표이다.9 is an analysis table of automatic sequencing analysis of pGEM 7Z plasmid DNA prepared by the column kit of the present invention using a T7 primer.

도 10은 본 발명의 키트에 의하여 제조된 pGEM 7Z 플라스미드 DNA를 Sp6 프라이머를 사용하여 automatic sequencing analysis한 분석표이다.10 is an analysis table of the automatic sequencing analysis of pGEM 7Z plasmid DNA prepared by the kit of the present invention using Sp6 primer.

도 11은 아가로오즈 겔로부터 DNA band를 잘라서 GF mini column kit를 이용하여 분리한 후 아가로오즈 겔에서 전기영동한 사진이다.Figure 11 is a photograph of the DNA band from the agarose gel and separated using a GF mini column kit and electrophoresis on the agarose gel.

본 발명은 유리미세섬유막 멀티레이어 칼럼(Glass microfiber membrane multilayer column)과 유리미세섬유막/파티클 컬럼(Glass microfiber membrane/particle column)을 제조하는 단계, 제조된 컬럼키트를 이용하여 플라스미드 DNA를 제조하는 단계 및 제조된 plasmid DNA를 제한효소 digestion, cell transfection 및 transduction, 35S sequencing analysis, Automatic sequencing analysis를 수행하는 단계로 이루어 진다. 이하, 본 발명의 구체적인 구성과 작용을 실시예를 들어 설명하지만 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 제한되는 것은 아니다.The present invention provides a method for preparing a glass microfiber membrane multilayer column and a glass microfiber membrane / particle column, preparing a plasmid DNA using the prepared column kit. The prepared plasmid DNA consists of restriction enzyme digestion, cell transfection and transduction, 35S sequencing analysis, and automatic sequencing analysis. Hereinafter, the specific configuration and operation of the present invention will be described with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited only to the following Examples.

[실시예 1]Example 1

유리미세섬유 칼럼의 제조 및 플라스미드 DNA 수득Preparation of glass microfiber column and obtaining plasmid DNA

실험예 1. GF mini column kit용 Glass microfiber membrane multilayer column 제조 및 사용Experimental Example 1. Preparation and use of glass microfiber membrane multilayer column for GF mini column kit

붕규산염 유리미세섬유로(Borosilicate galss microfiber) 직경 8mm 원형을 만든 후 여러개를 겹쳐서 2 내지 10mm 복수층(13)으로 하여 직경 13mm, 길이 31mm의 작은 spin mini column(11)에 삽입한 후 7.5mm ring(12)을 삽입하여 내용물을 고정하고 autoclave하여 제조한다(도 1a). 제조된 유리섬유컬럼을 사용할 때에는 콜렉팅 튜브(10)에 넣어 사용한다(도 1b). 붕규산염 유리미세섬유막(Borosilicate glass microfiber membrane)의 복수층 column은 plasmid DNA의 순도와 수득율을 개선하여 막의 두께가 2mm로부터 급격하게 증가하여 plasmid DNA 수득율은 도 4에서 볼 수 있듯이 8mm에서 최대 약 200㎍의 플라스미드 DNA가 얻어졌다. 한편, 10mm이상에서는 더 이상의 수득율은 증가하지 않았다.Borosilicate galss microfiber made of 8mm diameter circle, and several layers were stacked into 2-10mm plural layers (13) and inserted into a small spin mini column 11 (13mm in diameter and 31mm in length) and then 7.5mm ring Insert (12) to prepare the contents to fix and autoclave (Fig. 1a). When using the prepared glass fiber column is used in the collecting tube 10 (Fig. 1b). The multi-layer column of borosilicate glass microfiber membrane improves the purity and yield of plasmid DNA so that the thickness of the membrane increases rapidly from 2mm, so that the yield of plasmid DNA is up to about 200µg at 8mm as shown in FIG. Plasmid DNA of was obtained. On the other hand, the yield was not increased any more than 10mm.

실험예 2. GP midi column kit용 Glass microfiber membrane/particle column 제조 및 사용Experimental Example 2. Fabrication and use of glass microfiber membrane / particle column for GP midi column kit

붕규산염 유리미세섬유를 10mM Tris/HCl pH 7.5, 1mM EDTA 용액과 믹서기에서 유리미세섬유 파티클(glass microfiber particle) 현탁액을 만든다. 도 2a에 표시된 직경 15mm, 길이 80mm 폴리프로필렌 중형 칼럼(22)에 2mm 정도의 직경 8mm 원형 유리미세섬유 파티클(24)을 넣은 다음 유리미세섬유 파티클 현탁액을 넣고 swing rotor centrifuge에서 spin하여 5 내지 10mm의 유리미세섬유막(glass microfiber membrane)/particle dual column 층을 만들고 직경 8mm 링 또는 직경 8mm frit(23)로서 내용물을 고정하고 autoclave 한다. 제조된 유리섬유칼럼을 사용할 때에는 에펜도르프튜브(21)를 받쳐서 콜렉팅튜브(20)에 넣어 사용한다(도 2b). 유리미세섬유막의 증가에 따른 플라스미드 DNA 수득량 및 유리미세섬유 파티클의 용량증가에 따른 플라스미드 DNA 수득량은 각각 도3 및 도4에서 보는바와 같이 증가되었다.Borosilicate glass microfibers are made of glass microfiber particle suspension in a 10 mM Tris / HCl pH 7.5, 1 mM EDTA solution and a blender. 2 mm diameter 8 mm round glass microfiber particles 24 were placed in a 15 mm diameter, 80 mm long polypropylene medium column 22 shown in FIG. 2a, and then a glass microfiber particle suspension was added and spinned on a swing rotor centrifuge to obtain 5-10 mm. A glass microfiber membrane / particle dual column layer is made and the contents are fixed and autoclave with an 8 mm diameter ring or 8 mm frit (23) diameter. When using the prepared glass fiber column is used to support the Eppendorf tube 21 put into the collecting tube 20 (Fig. 2b). The plasmid DNA yield with increasing free microfiber membrane and the plasmid DNA yield with increasing capacity of free microfiber particles were increased as shown in FIGS. 3 and 4, respectively.

실험예 3. Borosilicate glass microfiber column과 silicate glass microfiber column에 의한 플라스미드 DNA 수득율의 비교Experimental Example 3. Comparison of plasmid DNA yield by borosilicate glass microfiber column and silicate glass microfiber column

붕규산염 유리미세섬유(Borosilicate glass microfiber)와 규산염 유리미세섬유(silicate glass microfiber)의 재질에 따른 플라스미드 DNA의 수득율을 비교하기 위하여 각각의 재질로서 실험예 1에서와 동일한 방법으로 column을 제조하고 E.coli 배양액으로부터 플라스미드 DNA를 각각 제조하여 수득율과 순도를 비교 분석하였다. 실험결과, 도5에서 보는바와 같이 규산염 유리미세섬유컬럼(Silicate glass microfiber column)에서 수득율은 붕규산염 유리미세섬유컬럼(borosilicate glass microfiber column)에 비하여 약 20%의 감소가 확인되었으며 순도 역시 OD260/OD280=1.5로서 붕규산염 유리미세섬유컬럼에 의하여 제조된 플라스미드 DNA 순도 OD260/OD280=1.7~1.8에는 미치지 못하였다.In order to compare the yield of plasmid DNA according to the material of borosilicate glass microfiber and silicate glass microfiber, a column was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 and E. Plasmid DNA was prepared from the coli culture, and the yield and purity were analyzed. As a result, as shown in FIG. 5, the yield in the silicate glass microfiber column was reduced by about 20% compared to the borosilicate glass microfiber column, and the purity was also OD 260 /. As OD 280 = 1.5, the plasmid DNA purity OD 260 / OD 280 = 1.7-1.8 prepared by borosilicate glass microfiber column was not met.

실험예 4. silica gel column과 silica gel/borosilicate glass microfiber dual layer column에 의한 제조 플라스미드 DNA의 수득량과 순도의 비교Experimental Example 4. Comparison of yield and purity of plasmid DNA prepared by silica gel column and silica gel / borosilicate glass microfiber dual layer column

실험예 2에서 실시된 바와같이 5개의 midi column에는 약 8mm의 실리카 겔을 채우고 다른 5개의 midi column에는 약 2mm의 붕규산염 유리미세섬유막/파티클(borosilicate glass microfiber membrane/particle)층을 만든 후 그위에 다시 약 6mm층의 실리카 겔층을 만든 후 실험예 2에서와 같이 플라스미드 DNA를 제조하여 분석한 결과는 하기 표1과 같다.As in Example 2, five midi columns were filled with about 8 mm of silica gel, and the other five midi columns had a borosilicate glass microfiber membrane / particle layer of about 2 mm. After again making a silica gel layer of about 6mm layer and analyzed by preparing plasmid DNA as in Experimental Example 2 are shown in Table 1 below.

컬럼별 플라스미드 DNA 순도 및 수득량 실험결과Purity and yield of plasmid DNA by column 칼럼의 종류Type of column E.coli JM109 배양액E.coli JM109 culture OD260/OD280(순도)OD 260 / OD 280 (purity) 수득량Yield silica gelsilica gel 200㎖200 ml 1.5~2.21.5-2.2 40~80㎍40 to 80 µg silica gel/borosilicate glass microfibersilica gel / borosilicate glass microfiber 200㎖200 ml 1.5~1.81.5-1.8 70~90㎍70 to 90 µg

상기 표 1에서 보는바와 같이, 실리카 겔 컬럼에 붕규산염 유리미세섬유층을 도입시 수득율과 순도는 각각 실리카 겔 단독에 비하여 현저히 증가하였다. 이하, 모든 실험에 제공된 플라스미드 DNA는 붕규산염 유리미세섬유칼럼에 의하여 제조된 것을 사용하였다.As shown in Table 1, the yield and purity of the borosilicate glass microfiber layer in the silica gel column were significantly increased compared to the silica gel alone. Hereinafter, the plasmid DNA provided in all the experiments used what was manufactured by the borosilicate glass microfiber column.

[실시예 2]Example 2

플라스미드 DNA 제조Plasmid DNA Preparation

상기 실시예 1에서 제조된 GF mini column kit(또는 GP midi column kit)를 이용하여 플라스미드 DNA를 제조하였다. 플라스미드를 함유한 E.coli 균주를 배양하고 이 균주배양액을 원심분리하여 펠레트를 얻었다. 이 펠레트를 P1용액(50mM Tris, 10mM EDTA pH 8.0, 100㎍/㎖ RNase A.)에 녹인다음 P2 용액(20mM NaOH, 1.0% SDS(W/V))에서 cell lysis한 후 P3용액(3.2mM Potasium acetate, pH 5.0)에서 중화하였다. 중화 처리한 용액을 원심분리하여 상등액을 상기 GF(또는 GP)컬럼키트에서 DNA를 binding시킨 다음 nuclease를 제거한 후 세척하고 용출시켜 고순도의 플라스미드 DNA를 얻었다. 이때, nuclease를 제거하기 위해, 40% isopropanol, 4.2M guanidine hydrochloride를 사용하였고 세척용액으로서는 10mM Tris/HCl(pH 7.5), 50mM NaCl, 0.1mM EDTA, 70% Ethanol을 사용하였다.Plasmid DNA was prepared using the GF mini column kit (or GP midi column kit) prepared in Example 1. E. coli strains containing plasmids were cultured and the strain culture was centrifuged to obtain pellets. This pellet was dissolved in P1 solution (50mM Tris, 10mM EDTA pH 8.0, 100µg / ml RNase A.), and then cell lysis in P2 solution (20mM NaOH, 1.0% SDS (W / V)) followed by P3 solution (3.2). mM Potasium acetate, pH 5.0). The neutralized solution was centrifuged to bind the supernatant to the DNA in the GF (or GP) column kit, followed by removal of nuclease, washing and eluting to obtain high purity plasmid DNA. At this time, to remove nuclease, 40% isopropanol, 4.2M guanidine hydrochloride was used and 10mM Tris / HCl (pH 7.5), 50mM NaCl, 0.1mM EDTA, 70% Ethanol was used as a washing solution.

[실시예 3]Example 3

제조된 플라스미드 DNA의 분자생물학적 평가 및 분석Molecular Biology Evaluation and Analysis of Prepared Plasmid DNA

실험예 1. Restriction enzyme digestionExperimental Example 1.Restriction enzyme digestion

상기 실시예 2에서 제조된 플라스미드 DNA를 제한효소 EcoRI과 Hind III로 digestion시킨 결과 도6에서 알 수 있듯이 효과적인 DNA digestion이 이루어졌다.As a result of digesting the plasmid DNA prepared in Example 2 with restriction enzymes EcoRI and Hind III, effective DNA digestion was achieved as shown in FIG. 6.

실험예 2. 35S sequencing analysisExperimental Example 2. 35S sequencing analysis

실시예 2에서 제조된 플라스미드 DNA 10㎍과 기존제품으로 제조된 플라스미드 DNA 10㎍을 α35S d-ATP를 이용하여 SequenaseTMversion 2.0 DNA sequencing kit(United State Biochemical.)로서 반응하여 sequencing gel에서 분리한 후 autoradiography 하였다. 실험결과, 도 7에서 보는바와 같이 본 발명의 컬럼키트로 제조된 DNA의 sequencing analysis는 선명하게 DNA band가 분리된 반면(도 7A), 종래의 칼럼키트 제품(Qiagen)으로 제조된 DNA의 sequencing analysis에서는 효과적으로 DNA band의 분리가 이루어지지 않았다(도 7B).10 μg of the plasmid DNA prepared in Example 2 and 10 μg of the plasmid DNA prepared in the conventional product were reacted as a Sequenase version 2.0 DNA sequencing kit (United State Biochemical.) Using α35S d-ATP, and then separated from the sequencing gel. autoradiography. As a result, as shown in Figure 7, the sequencing analysis of the DNA produced by the column kit of the present invention is clearly separated from the DNA band (Fig. 7A), while the sequencing analysis of the DNA prepared by the conventional column kit product (Qiagen) In the DNA band was not effectively separated (Fig. 7B).

실험예 3. Cell transfection과 transductionExperimental Example 3. Cell transfection and transduction

실시예 1에서 제조된 본 발명의 컬럼키트와 종래제품의 컬럼키트(Qiagen)를 사용하여 Cell transfection과 transduction을 실시하였다. 실험결과, 도 8a 및 도 8b에서 보는바와 같이, 본 발명의 컬럼키트로 제조된 플라스미드 DNA를 transfection하였을 시에는 거의 모든 세포내에서 효과적인 단백질 발현이 이루어져 염색된 반면(도 8b) 종래제품의 컬럼키트(Qiagen)로 제조된 DNA를 transfection 하였을시에는 효과적인 단백질 발현(도 8a)이 이루어지지 않았다.Cell transfection and transduction were performed using the column kit of the present invention prepared in Example 1 and the conventional column kit (Qiagen). As a result, as shown in Figures 8a and 8b, when transfected plasmid DNA prepared with the column kit of the present invention effective protein expression in almost all cells were stained (Fig. 8b) while the conventional column kit When transfection of the DNA prepared with (Qiagen) was not effective protein expression (Fig. 8a).

실험예 4. Automatic sequencing analysisExperimental Example 4. Automatic sequencing analysis

ABI PRIMTMDye terminator cycle sequencing ready reaction kit(Perkin Elmer)를 이용하여 실시되었으며, terminal ready reaction mix 8㎕, 주형 DNA 0.4㎍, 프라이머 3pmole을 20㎕ reaction volume으로 96℃/30min, 50℃/15sec, 60℃/4min 동안 반응을 Bio Rad Gene CyclerTM에서 25 Cycle 반응 후 에탄올로서 침전하여 speed vac에서 말린 다음 Automatic sequencer(Applied Biosystem)에서 분석하였다. 실험결과 도 9 및 도 10과 같이 매우 효과적인 sequence 분석이 이루어졌다. 이때, 상기에서 사용된 주형은 1.2kb 클론된 DNA 함유 pGEM7Z이고, 프라이머는 T7 프라이머 또는 SP6 프라이머이다.ABI PRIM TM Dye terminator cycle sequencing ready reaction kit (Perkin Elmer) was carried out using a 20 μl reaction volume of 8 μl terminal ready reaction mix, 0.4 μg template DNA and 3 pmole of primer at 96 ℃ / 30min, 50 ℃ / 15sec, The reaction was carried out at 60 ° C./4min for 25 cycles in Bio Rad Gene Cycler , precipitated as ethanol, dried in speed vac and analyzed in an automatic sequencer (Applied Biosystem). As a result, very effective sequence analysis was performed as shown in FIGS. 9 and 10. In this case, the template used above is a 1.2 kb cloned DNA containing pGEM7Z, and the primer is a T7 primer or an SP6 primer.

실험예 5. 아가로즈 겔 또는 폴리아크릴아마이드로부터 DNA 분리Experimental Example 5 DNA Separation from Agarose Gel or Polyacrylamide

Agarose gel/TAE 또는 TBE로부터 전기영동하여 DNA를 분리하고, band를 잘라서 dialysis bag 속에 넣고 TAE 용액을 채운 다음 전기영동하여 DNA를 gel로부터 분리한다. 용액을 취하여 같은 용적의 WA용액(40% 이소프로파놀, 4.2M 구아니딘 하이드로클로라이드)을 더하여 본 발명의 GF mini column에 넣고 spin한 후 WB 용액(10mM Tris/HCl pH 7.5, 30mM EDTA, 70% 에탄올)으로 세척하고, 이어서 DW 50㎕를 넣고 spin하여 분리한다. 실험결과 도 11에서 볼 수 있듯이 우수한 DNA 분리 성능을 발휘하였다DNA is isolated by electrophoresis from agarose gel / TAE or TBE, cut the band into a dialysis bag and filled with TAE solution, followed by electrophoresis to separate DNA from the gel. Take a solution, add the same volume of WA solution (40% isopropanol, 4.2M guanidine hydrochloride), add spin to the GF mini column of the present invention, and spin the WB solution (10 mM Tris / HCl pH 7.5, 30 mM EDTA, 70% ethanol). ), And then add 50 µl DW and spin to separate. Experimental results showed excellent DNA separation performance as shown in FIG.

따라서, 상기의 실시예들을 통하여 제조된 본 발명의 컬럼키트의 효율성은 표2에 요약한 바와 같으며 그 장점은 다음과 같다. 첫째, 간단하고 신속하게 플라스미드 DNA를 제조할 수 있으며 둘째, DNA 수득율이 극히 우수하여 GF mini column kit에서는 기존의 spin column kit에 비하여 약 50~100배(~200 ㎍ )까지의 DNA양을 수득할 수 있고 GP midi column kit의 경우에는 약 800㎍의 DNA양을 얻을 수 있으며 셋째, 본 발명의 유리미세섬유로 제조한 플라스미드 DNA를 spectophotometer의 측정에 의하여 GF mini column kit를 이용할 경우 순도(OD260/OD280)=1.7~1.8, GP midi kit를 이용할 경우에는 OD260/OD280=1.6~1.7의 높은 순도의 플라스미드 DNA를 얻을 수 있다. 넷째, E.coli에서 흔히 나타나는 뉴클레아제를 제거하고 JM109 strain에서 나타나는 carbohydrate를 제거하므로 효과적으로 뉴크레아제 활성을 차단할 수 있다.Therefore, the efficiency of the column kit of the present invention manufactured through the above embodiments is as summarized in Table 2, the advantages are as follows. First, a simple and quick to produce plasmid DNA, and the second, DNA yield is extremely superior to GF mini column kit in to obtain a DNA amount of up to about 50 to 100 times (~ 200 ㎍) than the conventional spin column kit In the case of GP midi column kit, DNA amount of about 800 µg can be obtained. Third, purity of plasmid DNA prepared from glass microfiber of the present invention using GF mini column kit by measurement of spectophotometer (OD 260 / OD 280 ) = 1.7 ~ 1.8, GP midi kit using OD 260 / OD 280 = 1.6 ~ 1.7 high purity plasmid DNA can be obtained. Fourth, it can effectively block nuclease activity because it removes nucleases commonly found in E. coli and carbohydrates appearing in JM109 strain.

제조된 플라스미드 DNA의 효율성Efficiency of Prepared Plasmid DNA 제조방법Manufacturing method E.coli JM109 배양액E.coli JM109 culture 플라스미드 종류Plasmid type OD260/OD280(순도)OD 260 / OD 280 (purity) 최대 DNA 수득량Maximum DNA Yield GF mini column kitGF mini column kit 100-200㎖100-200ml pGem 7zpGem 7z 1.7-1.81.7-1.8 ~200㎍~ 200 µg GP midi column kitGP midi column kit 500㎖500 ml pGem 7zpGem 7z 1.6-1.71.6-1.7 ~800㎍~ 800 µg

상기 실시예에서 상세히 설명한 바와같이, 본 발명의 유리미세섬유 칼럼은 간단하고 신속하게 플라스미드를 제조하여 고순도의 플라스미드 DNA를 다량 얻을 수 있는 효과가 있으며 제조된 플라스미드 DNA는 순도가 탁월하여 또 다른 정제과정 없이 다양한 반응에 사용될 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명의 칼럼 키트를 사용하여 아가로즈 겔 또는 폴리아마이드 겔로부터 DNA를 효과적으로 분리할 수 있어서 생물의약산업상 매우 유용한 발명인 것이다.As described in detail in the above embodiment, the glass microfiber column of the present invention has the effect of obtaining a large amount of high purity plasmid DNA by simply and quickly preparing the plasmid, and the prepared plasmid DNA is excellent in purity and further purification. There is an effect that can be used in a variety of reactions without. In addition, the column kit of the present invention can be used to effectively separate DNA from agarose gel or polyamide gel, which is a very useful invention in the biopharmaceutical industry.

Claims (6)

플라스미드 DNA 제조를 목적으로 하는 유리미세섬유막을 사용한 유리 미세섬유막 칼럼키트 또는 유리미세섬유파티클을 사용한 유리미세섬유파티클 칼럼키트.Glass microfiber membrane column kit using glass microfiber membrane for the purpose of plasmid DNA production or glass microfiber particle column kit using glass microfiber particle. 제 1항에 있어서, 상기 유리미세섬유막 칼럼키트는 미니스핀 칼럼 튜브, 콜렉팅 튜브, 링 또는 프리트, 유리미세섬유막 칼럼으로 구성되거나 또는 상기 유리미세섬유파티클 칼럼키트는 미디컬럼튜브, 콜렉팅 튜브, 에펜도르프 튜브, 링 또는 프리트, 유리미세섬유막/파티클 칼럼으로 구성된 막으로 구성됨을 특징으로 하는 칼럼키트.The glass microfiber membrane column kit of claim 1, wherein the glass microfiber membrane column kit comprises a minispin column tube, a collecting tube, a ring or frit, a glass microfiber membrane column, or the glass microfiber particle column kit comprises a midi column tube, a collecting tube, A column kit comprising a membrane consisting of an Eppendorf tube, a ring or frit, and a glass microfiber membrane / particle column. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유리미세섬유막/파티클 칼럼의 재질은 붕규산염 단독 또는 규산염과 붕규산염이 혼합된 것임을 특징으로 하는 칼럼 키트.The column kit according to claim 1 or 2, wherein the glass microfiber membrane / particle column is made of borosilicate alone or a mixture of silicate and borosilicate. 붕규산염 유리미세섬유막 컬럼 또는 붕규산염 유리미세섬유파티클 컬럼을 이용한 플라스미드 DNA의 제조방법.Method for preparing plasmid DNA using borosilicate glass microfiber membrane column or borosilicate glass microfiber particle column. 붕규산염 유리미세섬유막 또는 붕규산염 유리미세섬유파티클을 이용하여 아가로오즈 또는 폴리아크릴아마이드 겔로부터 DNA 분리방법.DNA separation method from agarose or polyacrylamide gel using borosilicate glass microfiber membrane or borosilicate glass microfiber particle. 통상의 실리카겔 칼럼 하부에 붕규산염 단독 또는 규산염과 혼합한 붕규산염 유리미세섬유막/파티클층을 적층하여서 된 플라스미드 DNA 제조용 칼럼.A borosilicate glass microfiber membrane / particle layer in which borosilicate alone or a mixture of silicate is laminated on a lower portion of a silica gel column.
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